【工业4.0案例分析之110】Optima公司精细化工行业的模块化生产线应用

2011年奥铁马公司首次投入使用了生产个性化香水的全自动机器线，实现从香气原料采购到个性化定制再到香水装瓶的流程自动化。接下来，奥铁马公司的模块化生产线将以新技术支持更多创意：奥铁马公司与西门子和费斯托共同研发的运输系统“多载波”（multi-carrier）进一步提高了物流的灵活性，同时简化了流程的自动化。由此，只需按下按钮就可以生产出个性化的产品。

不仅在化妆品行业，在其他的行业中，个性化产品也很受欢迎，比如有些消费者需要满足个性化要求的食品等。如果伴随运动赛事可以马上出炉特别的（系列）产品，那么生产者就会从中看到销售潜力。传统的生产及包装系统并不能满足这一要求。因而，奥铁马的模块化生产线为许多行业和应用提供了一套全自动的解决方案。

奥铁马的模块化生产线是一种灵活的机器，集不同功能于一体并可运行，如称重或计量系统、激光雕刻机等等。与西门子/费斯托的“多载波”运输系统相结合，只需按一下按钮，便可以进行个性化的产品生产和包装。

Optima的机械设备包括由费斯托和西门子合作开发的多载波系统。私人化的香水能够在Optima设备上通过一个简单的按键进行制备——工业4.0迎接人们的致意。

德国联邦总理默克尔和印度总理莫迪共同参观了展会并获悉了批量1的生产。为了调节气氛，西门子董事Kaeser半开玩笑地建议默克尔在与总统候选人希拉里克林顿的下一次会面时将这瓶香水赠送给她。“我们第一次造出了给天使用的香气，”默克尔回应道——展厅的氛围变得更加欢快起来。

Optima的模块化生产线作为试验性设施配备了多载波系统。在这个由费斯托、西门子和Optima共同开发的系统中，直线电机驱动下的运输车灵活地移动到各个流程工序，例如充填、封装和粘贴标签。它们能够进出系统闸门，这给简单的改装创造了可能。

该设备可以借此迅速调整以适应不同的规格、另外的产品种类或者季节性要求。Moduline中整合了一个激光雕刻模块。通过平板电脑上的服务界面，参观者能够向Optima设备发送“订购”请求，设计个人的图标。为了能够制造私人化、有市场销路的产品，还可能会加入更多功能。

继续以香水为例：在过去，Optima已经制造出一种能生产包括私人化香水和其包装盒在内的机器。它包括特定订单相关的瓶子的选择、单独设计的标签、在底部、中心和头部标有相应剂量的字样，针对喷嘴的特殊瓶盖。甚至包装（折叠）盒都可以在设备上进行私人化构造。该设施同样以Optima Moduline机器为基础，每小时能制造多达1800个单个容器。

总部位于施瓦本哈尔的OPTIMA公司与它的子公司提供充填、封口、包装的创新机器解决方案。OPTIMA公司设计和制造包装机、充填机和生产设备——从单一机器到复杂的整套医药、消费、无纺和生命科学产品的“一站式服务”。无论是特殊的解决方案还是模块化的标准机器，所有的功能基本上都针对行业和顾客的需求特别定制。OPTIMA创立于1922年，如今由其第三代家族成员领导，在德国和其他13个国际地区拥有2050名雇员，并有超过80%的产品出口到世界各地。OPTIMA被看作是世界范围内包装机和充填机的技术先驱。

Optima Consumer是OPTIMA公司的子公司，旗下包括几个有趣的品牌，为食品，化工和化妆品行业提供灌装和包装解决方案，分别是：Kugler、PPS和S.F.Vision。最先进的技术和品牌之间的协同作用向Optima的客户保证了完美的包装技术- 无论是独立机器还是复杂生产线。

OPTIMA consumer提供智能包装解决方案，这些智能包装解决方案涉及食品、化工、化妆品、一次用量包装，以及过滤和充填设备。

Optima Consumer包装品类

• 食品：咖啡、茶和可可，婴幼儿奶粉，即食产品，营养补充剂，汤和酱汁，香辛料，面包涂抹酱，浓缩饮料，宠物食品；
• 美容品：装饰化妆品，睫毛膏，化妆品，头发护理，洗发水和发胶，香水，全身护理，面霜和乳液，口腔保健；
• 化工：农药，化肥，洗涤剂，清洁剂，护理剂，添加剂，发动机油和齿轮油，润滑剂；
• 一次用量包装：咖啡包，茶包，饮料包，奶粉包，咖啡包；
• 过滤：水过滤器，空气过滤器，透析过滤器，过滤筒，单室过滤器，多室过滤器；
• 玻璃：瓶子，小型瓶，玻璃罐，坩埚；
• 塑料：桶和罐，瓶，杯和胶囊，筒和管；
• 硬纸箱：装运箱，折叠盒，显示托盘；
• 金属：罐头，管，喷罐，金属箔；
• 软包装：铝箔罐，袋子，盒中袋；

灌装

• 与产品协调的灌装系统；
• 可自由编程的灌装喷嘴运动和灌装速度，适用于下/上或自下而上的灌装；
• 罐装点能够在模块车上进行快速更换和单独清洗；
• 可实现热灌装；
• 可实现具有不同体积的多组分填充；
• 通过旋转容器来优化填充过程；
• 可选择用于防止产品分离的搅拌器系统；

配量/称重

• 可自由编程以调节给料量，可调节进气和给料时间，可调回吸
• 提供不同的计量技术
• 用螺旋填料定量给料
• 配方存储器中可以存储200个参数组

容器

• 通过全自动分拣和可选储存箱，提供作为散装物料时的容器和封口
• 容器运输使用圆盘，以便灵活生产和快速转换
• 使容器居中以便在工作站下方对容器进行最佳定位
• 优化的容器运输，防止飞溅到空气中
• 对容器进行非常轻柔的加工
• 处理不同的容器形状

设计

• 可以设计为与灌装和密封模块的单块组合
• 简单的装配（即插即用） - 安装成本低
• 防爆型号可选
• 良好的可见性和可访问性
• 集成将不合格的产品和/或生产模式予以分离的功能
• 冲洗活塞的后部区域是可选的
• 紧凑设计，空间要求低

设备

• 多位置工作站，高输出
• 用于机器上游和下游的堵塞检测的Min./Max.传感器
• 模块化机器设计，为将来适应产品，包装或功能提供最大灵活性
• 以不锈钢制成的与产品直接接触的金属部件和/或食品级塑料

清洁

• 为了生产的可靠性和方便清洗而采取的卫生的设计
• 用液体清洁系统时，由于密封，倾斜的机器板，液体不会进入机器基座
• 与产品接触的部件是可拆卸的，并且能够用水清洗以进行彻底清洁
• 可选择清洗产品自身携带的组件（在线清洗/在线灭菌）

操作

• 简单清晰的操作以及机器状态在人机界面（HMI）上的图形化显示
• 通过人机界面的可转动的排列布局获得最佳的访问体验

运输

• 如果容器泄漏或用液体清洁系统，则不会由于运输系统而产生残留物
• 通过压力容器，泵，重力或客户侧输送系统进行产品进料
• 空圆盘的返回输送机
• 不锈钢或防静电塑料的输送链是可选的

质量保障

• 使用传感器或摄像机系统进行质量保证的多样化监控功能是可选的
• 通过合适的监控功能保证质量